[发明专利]一种磁场测量装置姿态摆动干扰去除方法

权利要求书

1.一种磁场测量装置姿态摆动干扰去除方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）对于二维磁矢量r，包括以下步骤：

（1.1）设磁场测量装置的参考坐标系是OX'Y'，全局坐标系是OXY，参考坐标系OX'Y'与全局坐标系OXY之间的夹角即姿态角度为θ，r₁表示磁场测量装置测得的在全局坐标系OXY中的磁矢量，r₁=（x₁，y₁），r₂表示磁场测量装置测得的在参考坐标系OX'Y'中的磁矢量，r₂=（x₂，y₂）；

（1.2）根据以下公式计算r₁：

其中，是的逆矩阵，是旋转矩阵且；

r₂可以直接通过磁场测量装置测量获得，r₁与磁场测量装置的姿态摆动无关，所以消除了磁场测量装置姿态的摆动对二维磁矢量的干扰；

（2）对于三维磁矢量r’，包括以下步骤：

（2.1）设x、y、z轴分别为磁场测量装置的参考坐标系的三个参考轴，X、Y、Z轴分别为全局坐标系的三个参考轴，xy平面与 XY平面的相交线为交点线，用英文字母Ｎ代表，α表示x轴与交点线N的夹角即第一姿态夹角，β表示z轴与Z轴的夹角即第二姿态夹角，γ表示交点线N与X轴的夹角即第三姿态夹角，r’₁表示磁场测量装置测得的在全局坐标系中的磁矢量，r’₁=（x₁，y₁，z₁），r’₂表示磁场测量装置测得的在参考坐标系中的磁矢量，r’₂=（x₂，y₂，z₂）；

（2.2）根据以下公式计算r’₁：

其中，是的逆矩阵，是旋转矩阵且

；

r’₂可以直接通过磁场测量装置测量获得，r’₁与磁场测量装置的姿态摆动无关，所以消除了磁场测量装置姿态的摆动对二维磁矢量的干扰；

所述步骤（1.1）和步骤（2.1）中，先通过高精度陀螺仪测量磁场测量装置摆动的角速度，再由角速度计算磁场测量装置的姿态角度；

在去除摆动干扰信号时，将每个测量点进行坐标变换，得到每个测量点的姿态角度值；如果磁场测量装置测得的磁场信号是随距离变化的，即横轴是距离，姿态角度需要在时间上求解常微分方程组，得到的角度横轴是时间，因此将测量点的数据与姿态角度匹配；

磁场测量装置在记录磁场数据的同时，记录当前时刻，在进行去姿态摆动干扰去除时，根据测量点当时的时刻，采用插值方法，读取相同时间下的姿态角度；

在磁层析检测等工况下，找出磁场信号中的异常信号，将所有磁场信号转换到参考点的坐标系，即可去除姿态摆动带来的干扰信号；在0~20m内可采用相对0m位置时的姿态角度，在10~30m内可采用相对10m位置时的姿态角度，以此类推。